原燃料质量对高炉的影响

原燃料质量对高炉的影响

李斌宜

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂）

摘要：对影响高炉的因素进行了总结。通过分析龙钢烧结矿存在的问题，尤其是针对冶金性能较差的现状，从提高原燃料质量、优化炉料结构、改善筛分、加强操作维护等各方而提出了改进措施。

关键词：烧结矿  低温还粉化  高炉  影响

1. 前言

龙钢现有高炉5座，2*1280m³+3*1800m³，烧结杨1*265 m²+1*400 m²+1*450m²，目前2座1800m³高炉，400 m²、450m²烧结机正常生产。2015年12月-2016年2月，受烧结混匀矿供应、品种及理化成分变化，烧结矿质量发生较大变化，尤其是烧结矿低温还原粉化指数大幅度变差，高炉不易接受风量，炉缸活跃度降低，炉内顺行变差，出现了长期崩滑料的现象，加减风频繁，高炉冶炼强度逐渐降低、造成技术指标大幅度下降。高炉指标对比，见表1。

表1  高炉指标及参数对比

2. 分析影响炉况的因素

2.1 烧结矿质量影响

2.1.1 混匀矿变化

2015年12月份，受原料采购计划发生重大变化，进购了大量冶金性能差的巴卡粉，从12月15日正式在烧结配料，巴卡粉比例由0%增加到40%，混匀矿配比变化，见表2。

表2  混匀矿配比

2.1.2 烧结矿成分变化

巴卡粉增加后，400、450烧结矿SiO₂含量呈下降趋势，400烧结矿从12月17日出现下降拐点，450烧结矿从12月16日出现下降拐点，12月底，烧结矿SiO₂最低降至4.32%，成分变化，见表3。

表3  烧结矿成分变化

2.1.3 烧结矿粒度变化

对比12月-2月烧结矿粒度，400、450烧结矿的强度、≥16mm比例及＜5mm比例，11月12月中上旬，烧结矿碱度较低，粒度组成较差，12月下旬以后碱度逐步提高，烧结矿粒度基本稳定，强度有所提高，烧结矿粒度变化，见表4。

表4  烧结矿粒度变化

2.1.4 烧结矿碱度变化

2015年12月-2016年2月，由于块矿供应不正常、停用球团等影响，烧结矿碱度调整频繁。碱度调整，见表5。

表5  烧结矿碱度调整

2.2焦炭质量影响

2.2.1 热态强度下降

主要是焦炭热性能波动大，尤其是反应后强度变化频繁，其中海燕二级反应后强度呈下降趋势，2015年11、12月份二级焦炭反应后强度均达到一级焦炭标准，2016年1月二级焦炭反应后强度平均仅56.81%，比2015年12月份下降了5.74%，中旬最低时平均仅54.76%。二级焦炭热态指标，见表6。

表6  二级焦炭热态指标

2.2.2 二级焦炭比例变化

2015年11月- 2016年1月29日，二级焦炭比例逐步提高。12月7日二级焦炭比例提高至50%，12月12日二级焦炭比例提高至55%，12月15日-12月29日二级焦炭比例稳定在60%左右，12月18日最高达到61.47%。随着二级焦炭反应后强度的大幅度下降和二级焦炭比例的增大，整体入炉焦炭质量呈下降趋势。二级焦炭配加比例变化，见表7。

表7   2015年12月-2016年2月二级焦炭配加比例变化

2.3块矿比例影响

3#炉从12月20日起块矿比例提高至10%以上，最高到23.01%，1月份最高到21%，平均12.26%；5#炉从12月16日起块矿比例提高至15%以上，最高到18.53%，1月份最高到21%，平均17.41%。因高炉炉况出现波动，难强化，于2月初将块矿比例下调至10-15%。块矿比例变化，见表8

表8  2015年10月-2016年2月块矿比例变化

3. 应对措施

根据以上原因分析，针对原燃料理化指标、配加比例变化及炉况出现的异常表现，及时召开炉况分析会，综合分析3、5#炉炉况波动原因，采取了以下措施：

3.1 减轻焦炭负荷，降低冶强。

焦炭负荷11月份平均4.13t/t，12月份平均4.19t/t，1月份平均3.74t/t，1月份比12月份下降0.45t/t，比11月份下降0.39t/t。1月份冶强降平均1.15t/m³d，比11月下降0.11 t/m³d，比12月下降0.13 t/m³d。

3.2 优化配料和改进炉料结构

（1）减少巴卡粉比例，从40%降至10%。

（2）提高烧结矿碱度和SiO₂含量，碱度提高至1.85以上，SiO₂含量提高5.1-5.3%，确保烧结矿强度76%以上。

（3）适当配加5%的球团，埠矿比例控制10-15%。

（4）停用二级焦炭，使用合格一级焦炭。

3.3调整制度

（1）装料制度：炉况调节上抓好出铁和外围保障，炉内通过缩矿批，一度缩小到26t，退全焦负荷，改变装料制度疏松边缘等措施，分阶段逐步恢复到正常。

（2）冷却制度：将冷却水进水温度提高到43℃，并3、5#炉控制进水流量到4100m³/h和3800m³/h左右，适当降低冷却强度。

（3）造渣制度：烧结矿MgO含量由1.40-1.60%增加至2.00-2.40%，提高烧结矿强度；适当降低炉渣碱度，由1.15-1.20倍降至1.05-1.10倍。渣中MgO含量由7.50-8.50%增加至9.0-10.0%，改善炉渣流动性。

（4）送风制度：控制风压300-320kpa，风量2700-2800m³/分，煤比80-90kg，富氧控制2000-3000m³/h。

（5）热制度：炉温控制0.5-0.6%，物理热1490-1530℃。

（6）通过配加锰矿和一定量的球团矿，减少块矿配加量，调整炉料结构。

（7）加强炉后筛分清理频次，派专人负责，使用单层筛，筛孔由4-4.5mm扩大至6-8mm，确保粒度组成和入炉筛分干净。

4. 措施实施后的再分析

1-2月，及时对原燃料使用和操作参数进行调整，采取了缩矿批降低负荷、停用二级焦炭、提高烧结矿碱度、减少块矿比例、减煤减氧等措施，但是高炉的稳定和强化并未得到改善和提高，风量比正常小300-500m³/h、不接受高风温，崩料、小滑尺较多，仅能保持低度冶炼水平，技术指标持续下滑。2月初，经过综合对比及请教专家，推断是不是因烧结矿SiO₂ 偏低引起烧结矿热态性能变差，造成炉况波动。随即通过烧结配料提高烧结矿SiO₂含量，从4.40%左右提高4.75%（限于库存物料各类和成份，未有合适的物料能及时将烧结矿SiO₂含量提高5%以上）。并于2月13日紧急送烧结矿样到太钢做冶金性能实验，从2月20日反馈的数据看出：400、450烧结矿热态性能较差，低温还原粉化率（+3.15mm）指标分别测定了2次，平均仅46.96%和56.94%。最终确定2016年1-2月份高炉炉况波动，是由于烧结矿冶金性能变差造成。烧结矿冶金性能，见表9。

   表9  烧结矿标样冶金性能

5. 经验教训及以后的思路

（1）本次造成炉况长时间波动，难强化，主观上还是在初期判断时，未找出导致炉况波动的准确因素。对原料的数据分析，仅局限于内部化验的成份和理化指标分析，操作指导上也以此为起点启动对物料变化操作预案来应急，只能保持在一定冶强和低指标下的运行，造成高炉难以强化。

（2）在确定炉料结构时，要系统充分考虑各物料在冶金性能、造渣性能等方面的特点，还需和高炉冶炼顺行、接受能力、工艺安全性等进行合理搭配。

（3）定期或配料品种有大的调整时，要及时做化验分析数据，建立各种物料理化和冶金性能数据库，完善高炉操作管理预案，供烧结混配和高炉调剂作参考。

（4）工艺标准执行不到位，不坚定，原燃料标准红线和底线坚决不能突破。

参考文献：

[1]周传典，高炉炼铁生产技术手册，北京，冶金工业出版社，2002年

[2]王筱留，高炉炼铁原料的选择与判断  2016年3月

[3]刘琦，炼铁精料带来的问题和对策，冶金管理，2003年